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超納鎂合金助人工關節「延壽」

2017-04-06
■呂堅(左二)與團隊的研究成果,剛於國際科學學術期刊《自然》上發表。 姜嘉軒  攝■呂堅(左二)與團隊的研究成果,剛於國際科學學術期刊《自然》上發表。 姜嘉軒 攝

城大研發材料 製塗層減排斥 成果刊《自然》

香港文匯報訊(記者 姜嘉軒)合金材料應用層面廣泛,從我們平日拿茠漱熅驉A以至手術中可能需要用到的各類植入物,都有其用武之地。城市大學團隊最近成功研製「超納雙相─玻璃納米晶(Supra-nano-dual-phase glass-crystal)」材料,突破現有物料局限,其中以此製作的超納鎂合金,在強度與變形能力方面超越現有超強鎂合金。團隊表示,有關材料有極大應用潛力,包括用於生物降解植入物料,以及製成塗層加到人工關節,提高其壽命並減低患者排斥風險。研究成果剛於國際頂尖學術期刊《自然》發表。

有關項目由城大副校長(研究及科技)呂堅領導進行,其團隊致力進行高強高韌結構與功能材料研究,經過5年多時間,終於成功使用特殊磁控濺射方法,研製出兩相結構單元都小於10納米的合金膜結構,並將其名為「超納雙相──玻璃納米晶」。

強度增10倍 可生物降解

團隊善用有關材料製作超納鎂合金,呂堅表示,其強度較現有超強鎂合金晶體材料高出10倍,變形能力亦較鎂基金屬玻璃高兩倍,並可發展成生物降解植入材料,用於生物醫療領域,「以鎂合金假肢為例,它的一大優勢在於可以生物降解,然而現有降解速度太快,難以控制」。呂堅表示,使用超納鎂合金能夠提高其力學性能,更可透過控制其成分與厚度而調節其降解速度,配合不同患者需要。

另一方面,呂堅指,新材料可製成塗層加在人體膝蓋、臀部等人工關節,以提高其抗磨損及抗腐蝕能力,亦可減低患者對人工關節金屬敏感的風險;除了生物醫療領域外,超納鎂合金亦適用於多項工業製造,「它可以用於製作亮面而耐磨的手機外殼,亦可應用於汽車、飛機、高鐵等不同領域,以實現減重省能功效」。

合金「結構系列」全球首創

研究成果同時是全球首創合金「結構系列」,呂堅形容,超納鎂合金只是「超納雙相大家族」第一個成員,「基本金屬元素都有可能成為這種新結構的候選人」,團隊目前已有其他類型合金正在研發,他相信研究成果發表後,未來將有更多研發團隊進行不同跟進研究。

對於上述有關生物醫療領域應用層面,團隊表示,將與中文大學合作進行動物實驗,其他範疇有望更快實現應用。

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